淺談中壓配電網(wǎng)不同接線模式下的供電能力

李少明

摘 要：文章分析了中壓配電網(wǎng)幾種不同的接線模式，計(jì)算了經(jīng)濟(jì)傳輸功率，明確了電纜饋線系統(tǒng)，得出了在經(jīng)濟(jì)運(yùn)行模式下，饋線負(fù)荷、配電容量以及網(wǎng)損之間的關(guān)系，明確了饋線最優(yōu)的容量變化情況，針對(duì)性的指出了饋線經(jīng)濟(jì)供電能力的提升方法。

關(guān)鍵詞：中壓配電網(wǎng)；接線模式；供電能力

配電網(wǎng)的覆蓋面積較大，且在電力系統(tǒng)中占據(jù)著十分重要的作用，直接決定著用電效益與實(shí)際的供電質(zhì)量水平。但調(diào)查計(jì)算發(fā)現(xiàn)，中低壓配電網(wǎng)的損耗極高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于輸電網(wǎng)系統(tǒng)，這主要因?yàn)榕潆娋W(wǎng)的網(wǎng)架并不合理，對(duì)此，相關(guān)部門應(yīng)針對(duì)性的進(jìn)行規(guī)劃與設(shè)計(jì)。以往相關(guān)研究更多集中于配電網(wǎng)的接線模式，分析了不同接線模式的優(yōu)劣勢(shì)。例如張運(yùn)貴與胡立新的《中壓配電網(wǎng)接線方式分析和組網(wǎng)原則》中明確了不同的接線模式，指出了其經(jīng)濟(jì)性與優(yōu)缺點(diǎn)，為此后的不同的接線組網(wǎng)模式提供了更多的借鑒意義。而謝瑩華、王成山、葛少云等人的《城市配電網(wǎng)接線模式經(jīng)濟(jì)性和可靠性分析》則主要分析了10kV中壓配電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性與可靠性，指出了110kV高壓下不同的接線模式，明確了不同負(fù)荷密度下的區(qū)域模式。但上述文章并未涉及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行模式下，配電網(wǎng)最佳的配電變裝容量問題。

在配電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行過程中，若僅僅通過饋線裝接容量超過8000KVA或10000KVA的方法判定其容量過大的方式并不合理。受不同用戶負(fù)荷以及接線模式的影響，饋線最優(yōu)裝接容量也會(huì)發(fā)生改變。本文則通過經(jīng)濟(jì)傳輸功率的優(yōu)化計(jì)算方式，計(jì)算了不同接線模式下，在滿足N1原則下的居民與商業(yè)負(fù)荷性質(zhì)的線路，得出了提升饋線經(jīng)濟(jì)供電能力的具體方式。

1 配電網(wǎng)接線模式

配電網(wǎng)根據(jù)結(jié)構(gòu)因素可以分為輻射、環(huán)網(wǎng)以及多回路等不同類型，其中可靠性最差的為輻射網(wǎng)，且缺乏故障后轉(zhuǎn)供能力，幾乎不會(huì)被使用于配電網(wǎng)規(guī)劃中。

2 經(jīng)濟(jì)傳輸功率

當(dāng)線路損耗與配變負(fù)載損耗之和為配變空載損耗時(shí)，饋線輸送功率最經(jīng)濟(jì)，一般采用饋線簡(jiǎn)化模型，并計(jì)算經(jīng)濟(jì)傳輸功率進(jìn)行證明，且期間假設(shè)負(fù)荷呈均勻分布。

3 經(jīng)濟(jì)傳輸功率分析

每條饋線均存在一個(gè)經(jīng)濟(jì)傳輸功率，且在經(jīng)濟(jì)傳輸功率的允許范圍內(nèi)，饋線實(shí)際運(yùn)行功率相對(duì)比較經(jīng)濟(jì)。傳輸功率的經(jīng)濟(jì)性主要受配變型號(hào)、饋線線路型號(hào)等因素的影響，且一年內(nèi)，饋線實(shí)際運(yùn)行功率在經(jīng)濟(jì)傳輸功率范圍內(nèi)時(shí)，則代表其屬于經(jīng)濟(jì)型饋線。對(duì)此，饋線經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的基礎(chǔ)便是平均負(fù)荷為傳輸功率時(shí)。

選擇型號(hào)為S11的配變電氣，且饋線容量在10000KVA范圍內(nèi)，選擇容量為100、125、250、315的架空系統(tǒng)，饋線總長(zhǎng)度為三千米，選擇LGJ240/40型號(hào)的線路；電纜系統(tǒng)的配變?nèi)萘窟x擇500、630、800、1000以及1250KVA，饋線總長(zhǎng)度為兩千米，電纜型號(hào)為YJLVzz3X300。其中在計(jì)算最大傳輸功率時(shí)應(yīng)使用居民與商業(yè)典型負(fù)荷曲線的負(fù)荷率1.5，最大傳輸功率選擇平均負(fù)荷對(duì)應(yīng)的最優(yōu)傳輸功率。通過研究計(jì)算可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電纜與架空系統(tǒng)處于最優(yōu)運(yùn)行模式時(shí)，配變綜合負(fù)載率分別為36%與43%，經(jīng)濟(jì)度最高。當(dāng)配變綜合負(fù)載率與配變最優(yōu)負(fù)載率之比為配變間同時(shí)率時(shí)，此時(shí)饋線負(fù)荷量最大，其中電纜系統(tǒng)為0.8，而架空系統(tǒng)為0.65。

4 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的供電能力

饋線的實(shí)際負(fù)載主要受配變裝載容量與配變負(fù)載率等因素的影響，且兩者直接決定著實(shí)際的饋線負(fù)載率。當(dāng)負(fù)載率較低時(shí)，則表明其裝設(shè)容量較?。划?dāng)負(fù)載率較高時(shí)，則代表其裝設(shè)容量較大。為了有效保證電纜系統(tǒng)與架空系統(tǒng)的電網(wǎng)供電能力，在不同接線模式下，應(yīng)計(jì)算裝設(shè)容量為7000KVA、8000KVA、9000KVA、10000KVA、11000KVA以及12000KVA時(shí)的饋線最優(yōu)傳輸功率，且計(jì)算時(shí)應(yīng)充分遵循N1原則。

一是架空系統(tǒng)，當(dāng)滿足N1原則時(shí)，饋線負(fù)載率為50%，饋線安全電流為400A時(shí)，架空配變裝設(shè)容量應(yīng)為8000KVA；當(dāng)饋線安全電流為500A時(shí)，架空配變裝設(shè)容量為11000KVA；饋線安全電流為600A時(shí)，其架空系統(tǒng)配變?nèi)萘繛?4000KVA。二是電纜系統(tǒng)，其最大傳輸容量為7MW，最大的饋線安全電流為400A。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)饋線安全電流被控制于400A時(shí)，其裝設(shè)容量應(yīng)在8000KVA范圍內(nèi)，從而在滿足其經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的基礎(chǔ)上符合N1原則。當(dāng)配電網(wǎng)為#字形或兩供一備時(shí)，其裝設(shè)容量應(yīng)控制為10000KVA。當(dāng)配電網(wǎng)設(shè)為三供一備模式時(shí)，其裝設(shè)容量應(yīng)保持在11000KVA范圍內(nèi)。若輻射線路配變?nèi)萘坎皇茇?fù)載率等因素影響時(shí)，其裝設(shè)容量可以達(dá)到15000KVA。當(dāng)配電網(wǎng)接線模式為雙環(huán)網(wǎng)與單環(huán)網(wǎng)時(shí)，饋線安全電流達(dá)到500A時(shí)，其配變裝設(shè)容量應(yīng)保持在10000KVA范圍內(nèi)；接線模式為4×6或兩供一備時(shí)，其裝設(shè)容量應(yīng)保持在15000KVA內(nèi)；而當(dāng)接線模式為2#時(shí)，則其裝設(shè)容量應(yīng)保持在12000KVA內(nèi)。但為了確保饋線的經(jīng)濟(jì)性，裝設(shè)容量應(yīng)保持在15000KVA以內(nèi)。

5 結(jié)語(yǔ)

（1）當(dāng)配電網(wǎng)處于最優(yōu)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，其電纜饋線的負(fù)載率要高于架空系統(tǒng)，且此時(shí)配變負(fù)載總損耗變?yōu)樵瓉?lái)的一半，線路損耗也變?yōu)榭倱p耗的二分之一。同時(shí)，最優(yōu)傳輸功率與配變?nèi)萘吭谕慌潆娦蛄邢轮g的關(guān)系并不明顯。架空系統(tǒng)傳輸功率較易受接入單臺(tái)配變?nèi)萘?、臺(tái)數(shù)多少以及線路長(zhǎng)短等因素的影響，且其功率要遠(yuǎn)低于電纜系統(tǒng)。且最大傳輸功率與負(fù)荷曲線存在明顯關(guān)系，工業(yè)的最大傳輸功率較低，而商業(yè)與居民的傳輸功率較高。為了有效確保居民與商業(yè)負(fù)荷的饋線保持經(jīng)濟(jì)運(yùn)行模式，應(yīng)有效提高高峰階段的負(fù)荷饋線負(fù)載率。

（2）在不同的接線模式下，當(dāng)滿足N1原則時(shí)，饋線的最優(yōu)配變量各不相同，當(dāng)負(fù)載率較高時(shí)，饋線具備更高的接變?nèi)萘俊?/p>

（3）工作人員應(yīng)利用改變接線方式，使用高N1負(fù)載率配電網(wǎng)絡(luò)；或者提升饋線電流的方式提升饋線的經(jīng)濟(jì)供電水平。

（4）文章中研究分析了配電網(wǎng)的供電能力，分析了不同接線模式下的饋線功率，以助研究此后的城網(wǎng)規(guī)劃工作，且此項(xiàng)研究已經(jīng)陸續(xù)在多個(gè)地區(qū)得到了廣泛采用，且獲得了良好的評(píng)估效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]張林垚，王凱，冷正龍，柏強(qiáng)，陳明福，王韋.基于歸一負(fù)荷矩的中壓配電網(wǎng)饋線負(fù)荷裕度分析[J].廣東電力，2017（01）.